The relationship betttreen predoHinant period and depth of soft ground at]Iachinohe city

八戸市地盤の卓越周期 と軟弱地盤層厚 との関係

毛

The relationship betttreen predoHinant period and depth of soft ground at]Iachinohe city

WIakoto WIoRO

Abstract

ヽヽre have been investigating the relationship bet、

veen predominant period and depth of soft

e obtain the regression curves bet都

/een predoHlinant period and depth of soft ground

1. は じ め に 2.八

戸市域の地形・ 地質及び地盤の概要

そ の振 動特 性 を求 め るた め の重要 な値 で あ る。

また,そ の地域的分布 を把握 してお くことは,都 市 の地 震防災 を検討す る うえで重要 な ことで あ

る。

この卓越周期 を求 め る比較的簡便 な手段 とし て常時微動測定 があげ られ るが, この実測波 の 解 析結果 のみ に よ り,卓越 周期 を評 価 す る こ と は測定条件,計測特性等 に よ り結果 が左右 され やす く,非常 に難 しいのが実 際 で あ る。精 度 よ く求 め るた め には,測定地 点 の地 形 及 び地 質等 につ いて の情報 を充 分考慮 して決 め る必要 があ る。

本論 は,地盤 ボ ー リング資料 の上質 分布及 び

N値

,求

別 用数値 として用 い る こ とに よ り,実測 微動波 形 の解析結果 の中か ら卓越周期 を求 め る方法 を 示 す とともに,その方法 に よって特定 した八戸 地域 の卓越 周期 と地形 お よび軟弱地盤層厚 との 関係 につ いて報 告 す る。

平成

受理 本 建築工学科助教授

構造工学研究所

任

この地域 の地形 は,南端 部 を除 き丘陵性台地 お よび台地 と

, 

(Ia),南

(Ib)の

(IIa),八

lb),麦

(IHb)五

4つ

1に

1に

地 質 は市縁辺部 に中・ 古世代岩類及 び第二紀 層 が分布 して い る。 第 四紀 層 は広大 な段丘 を構 成 して発達 し,それ はの間 を流れ る河川 にそ う 低地 を覆 って一面 に広 が って い る。 この地域 の 一 大特徴 が,我が 国一般 の臨海地 帯 に対 して異 な るの は,沖積世 の後 期 に属す る火 山灰 層 が丘

︺ 日

 ロ

わ  日

や 日

― ―

!｀_ヽ  、

ヽ 日 ｎ  Ｈ ０ ︼

ｒ ｒ ツ ッ

ヽ 

  Ｈ み

ヽ

︺ 中

！て ．

．

０ 日 ４

図

1 

―‑ 38 ‑―

八戸市地盤 の卓越周期 と軟弱地躍層厚 との関係

表

八戸 の地形 区分 蒼前平丘陵性台地

天狗沢丘陵性台地 新井 田台地 八戸台地 麦沢台地 高館台地 新井 田低地 馬淵川低地 五戸川低地 海岸低地

陵及 び台地 の全 面 を覆 って い るだ けで な く,第

四紀層 の全体 を通 じて火 山性 と非火 山性 の体積 物 が反復 し混 合 しあ って い る こ と と言 わ れ て い る。従 って,一般 の臨海地 帯 の様 に火 山灰層 の 存 非 に よって,洪積 層 と沖 積 層 を識 別 しえない

とされ て い る (文 献

1)。

この地域 の地盤地質型 は,上記 各年 代 の諸層 の組合せ に よ り決定 され るが, この地域 で は軟 弱 な沖積層 の分布す る低地 と,沖積 層 の ほ とん ど存 在 しな い 台 地 と丘 陵 地 に2大別 で き る。

従 って,低^{地 は沖積低地},台地 は洪積 台地 とい う分類 を してほば良い と考 え られ, ^{この地域 の}

卓越 周期 を検 討す る上 で も この2大区分 で考 え てゆ くのが便利 の様 であ る。

この台地 と丘l久先地 では,たいていの構造物 は 火 山灰 層 の直下 にあ る基盤土層や最下部層 ない し下部砂丁菜層等 に支 持 させ られ る。 た だ し最 下 部 層 の粘性上部 の上位 に充分 な厚 さを もった支 持層 のない ときは,重量構造物や特 に重要 な構 造 物 の基礎 は,最下部 層以下 に下 ろす必要 があ るので基礎 深 度 が 30メ ー トル を越 え る可能 性 が あ る。低地 は粘土層 の厚 さ,下部粘土砂互層 等 の厚 さに よ り支持層厚 が異 な り,一般 にはそ の厚 さの状況 に応 じて 15〜

30m程

N値

4以下 の軟弱 な最上部層 が表 面 か ら

3m以

3.卓

越周期の決定

表

検討を行なった測定地′ 点 63点 の地名

図 1中 の

弱地盤層厚

越周期略 算値

よび卓越周期実測値 (″ 為

示 す。八戸市 において

者が現在 までに行なっ ている常時微動の狽 ^U定 箇所は

在 200点 を越 えているが ,  ここでは地盤 ボー リング資料が有 り

算値が求め られ るもののみを報告す る。

3.1 

卓越周期 の略算

地盤 ボー リング資料の上質分布

分布を もとに成層地盤系の略算法を利用 いて卓越周期

(″ Tg)を 求めた。図

成層地盤系の模式図を 示す。

(1)略 算式

文献

おいて渡部博士 は

盤 の構成を 成層地盤系 として想定 した

の略算式を比較 検討 している。 ここではその結論 として もっと

も推奨 しえるとしている下式を用いた。

α  Tg=47Σ {ん ど

ど

ど ))/h2 α

越周期略算値

L:層

の剪断波速度 (m/sec) 力ど ,汀ど ^1汀 ど:図

照

(2)剪 断波速度

(m/sec)

土 質及 び

N値

戸 の上質 につ いての デ ー タが整理 され て い ない の で,文献3)の宮城 県 の デ ー タにつ いて の算 定式 を用 いた。 用 いた算定式 を表

3に

なお,剪断波速度 を推定 す る式 は い くつ か提 案 され て い る。上記 諸式 を用 いての検 討 に合 せ^,

N値

4))を

95 94 93 91 90 89 56 47 46 40 37 35 33 29 28 27 21

10 NO

三 八 城 神 社 八 戸 美 術 館 旧八 戸 図 書 館 長 者 公 民 館 新 明官 天聖寺 聖 ウル ス ラ修 道 院 類家第

園 桔 梗 野 小 学 校 多 賀 台 小学 校 南 浜 中学 校 美 保 野 中学 校 明 治 中学 校 明 治 小学 校 白菊 学 園 新 井 田小 学 校 旭 ケ丘 小 学 校 町畑 小学 校 是 川 小 学 校 長 者 小 学 校 八 戸 第 一 中学 校 吹上 小学 校 鮫 小 学 校 根城小学校 根 城 中学 校 小 中 野 小学 校 湊 小学 校 湊 中学 校 田面木小学校 白銀 小学 校 白銀 中学 校 鮫 中学 校

測定地′ く名

311

20 2 84 30 4

90 89 19 8 10 0 13 4 16 5 61 16 5

150

70 20 3 15 3

120

36 0 28 8 22 5 70 12 0

46 16 4

22 5

133 105

12 0 10 2 12 0

0 481 0 356

0 426 0 192 0 208 0 363

0 294 0 302 0 150 0 301 0 285 0 163 0 347 0 290 0 252 0 731 0 494 0 399 0 186 0 216 O 112 0 307 0 252

0 295 0 246 0 247 0 233 0 252 0 243 α鍵

八戸工業大学構造工学研究所紀要 ^第

^1巻

表

‑2 

低

凛Tg

点 名

0 238 0 270 0 294 0 215 0 230 0 272 0 224 0 252 0 327 0 156 0 216 0 308

0 398 0 407 0 255 0 246 0 402 0 186

0 291 0 148 0 328 0 287 0 325 0 347 0 226 0 236 0 438 0 281

0 328 31

0 394

No:図

1の 常時微動測定地点番号

:軟 弱地盤層厚

島 1卓 越期略算値 (sec),

″T=:卓 越月期実沢」 値 (sec)

地 地

ムロ

数

10

13 14 15 16 17 18

殆=98.011ヽ‐α

329(m/Sec)

その結果は判別用の略算値を求めるためには こ の算定式で も有効の よ うであるが

, 

0 533 0 269 0 450 0 721 0 695 0 725 0 774 0 535 0 274

0 406 0 360 0 457 0 661 0 975 0 736 0 787 0 570 0 489 0 527 0 343 0 996 1 108 0 757 0 695

0 747 0 906 0 410 0 590

(3)軟

弱地盤層厚 :Fr?(m)

基 本 的 に は

^2の 模 式 図 に示 す 用 に

分布 が 40程 度 の値 とな り,そ れ以後 同程度 以上 の

が連続 す るあた りの深 さを軟 弱地 盤 厚 (〃

した。 しか しなが ら

分布 は複雑

8

9

0 429

0 256

―‑ 40 ‑―

92 88 87 86 85 83 82 79 77 66 65 64 63 61 60 57 55 53 52 45 44 42 26 24 20 18

長根総合運動公園 東河原木児童公園 高 州 公 園 小 田前 公 園 河 原 木 1号 公 園 追 切 公 園 北 区給 食 セ ン タ ー 下 長 公 民 館 石 堂 第

園 八戸東高校 類 家 中央 6号 公 園 類 家 中央 5号 公 園 八 戸 中央 高 校 類 家 中央 3号 公 園 類 家 第

園 類 家 中央 2号 公 園 千葉幼稚園 顧木小学校 市 川 中学 校 多 賀 小学 校 西 園 小学 校 三 条 小学 校 豊 崎 小学 校 柏 崎 小学 校 小 中 野 中学 校 城 下 小 学 校 三 条 中学 校 下 長 中学 校 八 戸 小 学 校 根岸小学校 江 陽 小 学 校

Tg

30 0 25 7 41 6 29 3 46 4 30 5 41 7 39 1 36 1 15 3 15 4

154

29 5

318

37 8 40 0 31 0 24 3 21 0 15 0 38 0 30 3 15 0 20 8 39 1 42 7 33 5 28 0 27 5 12 9

220

Tg

0 707 0 528 1 078

0787

1 038

1 028

0 772

0 307

0 531

0 447

0 550

0 796

l 164

0 727

0 448

0 491

0 480

0 940

0 680

0 352

0 525

0 699

0 792

0 718

0 940

0 506

0 343

0 492

地 盤 ボー リン グ柱 状 図

N値

八戸市地盤 の卓越周期 と軟弱地盤層厚 との関係

N値

Vs

50 300

GL

(1)

(n)

↓

珈

^寿

Ｈ ｉｌｌｌｌｌ立 

Vi=aNb

図

成層地盤系へのモデル化

/′

He

→ ｈｉ ｔ

表

土質の剪断波速度算定式

沖積世

300(m/sec)

86 0Pf°

732ハ「。

904ハ ^T0360

洪積世 126 

867∠

V°

148 

なものも多 く

ず しも基本方針 どうりにな ら ないもの もあ り

30程 度の ところで 汀?に した ものな どもある。

3.2 常時微動 の測定 お よび解析

測定 は

1984年

8月

9時か ら

17時

南北 (NS)お^{よび上下 の3成}分 を同時 に 5〜 10 分間,デ^{ー タ レコーダに浪}

^U定

解 析 で は,得られた波形 中最 も定常 と思われ

る

40.96秒

0.02秒

2,048個

256個

5つ

1,024個

FFT解

3.3 卓越 周期 実 測値

^(″

 Tg)を

3つ

(2Tど

3に

(NS),南北 (EW)それぞれ につ いて大 きい順 に

3つ

^3つ

め る。次 に,そ^の

^3つ

(α

 Tξ

値 を卓越周期実測値 (″Tg)とす る。なお,ス ペ ク トル図は平滑化 を行 な って も

, 

一帯 一事 一 ︐ 一単一

臨=

聰=

ys=

7G=

聰 Ｌ 聰

腐食土 粘性土 砂質土 砂

^礫

粘性土

砂質土

砂

礫

八戸工業大学構造工学研究所紀要

第 1巻

①

NS

②

aTg≒ EWTl

EWTl

図

3 

◆ _●

●

aTg≒NST3

ヽ

mTg=翌

●

③

NST3

Eヽ

ヽ ア ①

②

③

12

1.0

08

06

0.4

02

O

◆ ●

卓 越 周 期 測 定 値 ｓｅｃ︐

地   地 ムロ   低

○  

●

 mTF=0 864BTR+00468

0        0 2       0̲4       0̲6       0.8       1 0 むTg卓越 周 期 略 算 値

(sec)

図

‑4 

 _Tg)

―

‑ 42 ‑一

1.2

台 地

○

10

_{低 地} ●

八戸市地盤の卓越周期 と軟弱地盤層厚 との関係

mTg=0 0846 He04SS

(r=0821)

― ―― ――mTR=0 0312 He089'

(r=0872)

◆

◆

/●

●

◆

◆ .

40

◆

/

●

◆

●

● 卓

越 同 期 測 定 値 ｓｅｃ

0,8

06

04

02

0 0

●

O

0

30

'(弱

地 盤 層 厚

図

卓越月期測定値

軟弱地盤層厚

50

この方法は層の卓越周期が第 1ピ ークになら ず とも

ん らかの大 きさの ピークとしてスペ ク トル図に生ず るであろ うと考 え ,  ここではそ れが第 3ピ ークまでに生 じるとい う仮定によっ た。図

略算値

 Tg)と 実測値

関 係図を示す。図中直線は 1次 の相関曲線である。

図を見 ると

^0.6秒 以上の長周期ではば らつ きが大 きくなるが

体 として良い相関関係に あることがわかる。

4.八

戸市地盤の卓越周期

図 1に 位置す る各測定点の卓越周期 は 3項 の 特定方法で表 2の _{卓越周期実測値}

)の 欄 に示す値 となった。

この卓越周期 と軟弱地盤層厚 との関係 を台地 及 び低地 につ いてべ き乗 の回帰 曲線 を求 めた結 果下式 が え られた。

台地

^:″

=0.0846〃

^:″ Tg=0,031舞

897

図

5に

^?が

35m深

くな る に応 じ

,″

^0.45秒

?が

45m深

1.1秒

,20mを

八戸工業大学構造工学研究所紀要 ^第

^1巻

地 の方が

地 に比ベー般 に大 きい ことの反 映 と考 え られ る。 図 は台地 は約 5〜

地 で は約 13〜

層 厚 幅 の デ ー がで あ る。 この 層厚 の デ ータ幅 は

戸 の地 盤 の状況 に鑑みれ ば

^地

地 ともほぼ総 ての範 囲を含 んでい る もの と考 え られ る

参照

従 って

戸 の卓越周期 の範 囲は,台 地 では 0.15〜 0.45秒 _程 度,低 地 では 0.3〜 1.1秒 程 度 で あ る と考 え られ る。 そ して

厚 が推定 で きれば台地

地 と もに ,  この回帰 曲線 に よ りおお よその卓越 周期 を知 る ことが出来 る。

5.む

データ数,八戸地盤の土質データに基づいた

Vs算定式を用いていない等

,今

文

献

1)建設省建設局・青森県編

:青

,都

2)渡部丹

:地

(東

),1982

3)官城県

:宮

4)土年質工学会編

:土

―‑ 44 ‑―